JPH0699371A - Control method utilizing acceleration change of industrial robot - Google Patents

Control method utilizing acceleration change of industrial robot

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JPH0699371A
JPH0699371A JP27367392A JP27367392A JPH0699371A JP H0699371 A JPH0699371 A JP H0699371A JP 27367392 A JP27367392 A JP 27367392A JP 27367392 A JP27367392 A JP 27367392A JP H0699371 A JPH0699371 A JP H0699371A
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robot
position deviation
speed
latest
procedure
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Nobuaki Nakatsuchi
宜明 中土
Nobutaka Shimomura
信恭 下村
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a control method for an industrial robot whereby abnormality of a driven robot can be quickly detected by a very small delay of action further with high accuracy. CONSTITUTION:A method contains a process of detecting a position of a robot by a predetermined period, process of calculating a speed of the robot by the detected robot latest position and the detected position just before and a process of calculating acceleration of the robot by the calculated robot latest speed and the calculated speed just before. The method contains a process for obtaining a permissible position deviation corresponding to the calculated acceleration, process for obtaining the latest position deviation of the robot by its latest position and target position and a process for generating a different command to the robot in accordance with whether the latest position deviation is within the permissible position deviation or not.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットの制御方
法に関する。さらに詳しくは、ロボットの異常を迅速に
検出することができる産業用ロボットの制御方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an industrial robot. More specifically, the present invention relates to a method for controlling an industrial robot that can quickly detect an abnormality in the robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より産業用ロボットにおいては、フ
ィードバック制御によりロボットの位置制御がなされて
いる。このフィードバック制御を用いた場合、その制御
特性上、指令値に対して0.1秒程度の動作遅れが生ず
ることになる。そのため、目標位置とロボットの現在位
置とには、前記動作遅れとロボットの移動速度との積か
ら定まる位置偏差が生ずる。この位置偏差はその性格
上、ロボットの速度に比例して大きくなる。位置偏差が
大きくなりすぎると、ロボットによる取付け精度の低下
を生じたり、ロボットが所定の軌道から外れて、軌道脇
に置かれている物品と接触してロボットや物品が損傷す
るという事故につながる危険性もある。かかる事態を回
避するため、位置偏差を監視して、その値が所定値(制
限値)を超えた場合、ロボットを停止させる等の処置が
採られている。現状では、この制限値は、ロボットの最
大速度と動作遅れとに基づいて算出される値とされた
り、ロボットの速度と動作遅れとに基づいて算出される
値とされたりしている(図5参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an industrial robot, the position of the robot is controlled by feedback control. When this feedback control is used, an operation delay of about 0.1 second occurs with respect to the command value due to its control characteristics. Therefore, the target position and the current position of the robot have a position deviation determined by the product of the operation delay and the moving speed of the robot. Due to its nature, this positional deviation increases in proportion to the speed of the robot. If the position deviation becomes too large, the robot may lose its mounting accuracy, or the robot may move out of the specified trajectory and come into contact with an object on the side of the track, resulting in damage to the robot or the object. There is also a nature. In order to avoid such a situation, measures are taken such as monitoring the position deviation and stopping the robot when the value exceeds a predetermined value (limit value). At present, the limit value is set to a value calculated based on the maximum speed and motion delay of the robot, or a value calculated based on the speed and motion delay of the robot (FIG. 5). reference).

【0003】しかるに、最近のサーボ技術においては、
フィードフォワード、ダイナミックフィードフォワー
ド、現代制御理論等の活用により、非常に小さな動作遅
れ(4ミリ秒程度の遅れ)により、しかも高精度にロボ
ットを駆動できるようになってきている。そのため、従
来の制限値を用いてロボットの位置偏差を監視していた
のでは、その制限値が緩すぎてロボットに異常が生じた
場合に、その異常をすばやく検出することができないと
いう問題が生じてきている。また、速度が定常状態で低
速ならば位置偏差が小さいが、前進から後退に変化する
時など速度の方向が変わる時には、速度が小さいにもか
かわらず、位置偏差が大きくなる。そのため、低速で十
分小さな制限値を設定することが困難である。
However, in recent servo technology,
By utilizing feedforward, dynamic feedforward, modern control theory, etc., it has become possible to drive a robot with a very small operation delay (delay of about 4 milliseconds) and with high accuracy. Therefore, monitoring the position deviation of the robot using the conventional limit value causes a problem that if the limit value is too loose and an abnormality occurs in the robot, the abnormality cannot be detected quickly. Is coming. Further, if the speed is steady and low, the position deviation is small, but when the direction of the speed changes, such as when changing from forward to backward, the position deviation becomes large despite the small speed. Therefore, it is difficult to set a sufficiently small limit value at low speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、非常に小さな
動作遅れにより、しかも高精度で駆動されているロボッ
トの異常をすばやく検出できる産業用ロボットの制御方
法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and is an industry capable of quickly detecting an abnormality of a robot which is driven with a very small operation delay and with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a control method for a mobile robot.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
に付き鋭意研究した結果、ロボットが加速あるいは減速
された際に、通常の場合より大きな動作遅れを生ずるこ
とを見出すとともに、この加速度の変化の際に生ずる動
作遅れに基づいてロボットの位置偏差を監視すれば前記
課題も解決できることを見出した。本発明はかかる知見
に基づいてなされたものである。
The inventors of the present invention, as a result of diligent research on the above-mentioned problems, have found that when the robot is accelerated or decelerated, it causes a larger motion delay than usual, and this acceleration It has been found that the above-mentioned problems can be solved by monitoring the position deviation of the robot on the basis of the motion delay caused by the change of The present invention has been made based on such findings.

【0006】すなわち、本発明の産業用ロボットの制御
方法は、所定周期によりロボットの位置を検出する手順
と、前記により検出されたロボットの最新位置とその直
前の検出位置とによりロボットの速度を算出する手順
と、前記により算出されたロボットの最新の速度とその
直前の算出速度とによりロボットの加速度を算出する手
順と、前記算出された加速度に対応した許容位置偏差を
求める手順と、ロボットの最新の位置と目標位置とによ
り、ロボットの最新の位置偏差を求める手順と、最新の
位置偏差が前記許容位置偏差内であるか否かに応じて、
ロボットへの指示を異ならしめる手順とを含んでいるこ
とを特徴としている。
That is, the industrial robot control method of the present invention calculates the speed of the robot based on the procedure of detecting the position of the robot at a predetermined cycle, and the latest position of the robot detected by the above and the detected position immediately before it. Procedure, a procedure for calculating the acceleration of the robot by the latest speed of the robot calculated above and the calculated speed immediately before it, a step of obtaining an allowable position deviation corresponding to the calculated acceleration, and a Depending on the position and the target position, the procedure for obtaining the latest position deviation of the robot, and whether the latest position deviation is within the allowable position deviation,
It is characterized by including a procedure for changing instructions to the robot.

【0007】本発明の産業用ロボットの制御方法におい
ては、前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差内である
場合、実行中の作業の継続を指示し、そして前記最新の
位置偏差が前記許容位置偏差外である場合、ロボットの
停止を指示するのが好ましい。
In the industrial robot control method of the present invention, if the latest position deviation is within the allowable position deviation, an instruction to continue the work being executed is given, and the latest position deviation is determined to be the allowable position deviation. If it is out of deviation, it is preferable to instruct to stop the robot.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては前記手順により産業用ロボッ
トの制御を行っているので、加速度が変化しない定常状
態における制限値を非常に小さくすることができる。そ
のため、過負荷等による位置偏差をすばやく検出するこ
とができる。
In the present invention, since the industrial robot is controlled by the above procedure, the limit value in the steady state where the acceleration does not change can be made very small. Therefore, it is possible to quickly detect the position deviation due to overload or the like.

【0009】[0009]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such embodiments.

【0010】図1は本発明の制御方法を用いたロボット
の概略図、図2〜3は本発明の制御方法のフローチャー
ト、図4は本発明における制限値と加速度との関係を示
すグラフである。図1において、1は入力装置、2はロ
ボットコントローラ、3はロボット本体、4はセンサを
示す。
FIG. 1 is a schematic diagram of a robot using the control method of the present invention, FIGS. 2 to 3 are flowcharts of the control method of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the limit value and the acceleration in the present invention. . In FIG. 1, 1 is an input device, 2 is a robot controller, 3 is a robot body, and 4 is a sensor.

【0011】図1にその概略が示されている本発明が適
用されるロボットは、入力装置1、ロボットコントロー
ラ2、ロボット本体3およびセンサ4を主要構成要素と
している。
A robot to which the present invention is applied, the outline of which is shown in FIG. 1, has an input device 1, a robot controller 2, a robot body 3 and a sensor 4 as main constituent elements.

【0012】ロボットコントローラ2は、入出力インタ
ーフェース、RAM、ROM、クロック、サーボ制御部
を備えている。このROMには、図2〜3のフローチャ
ートに示す手順を実行するプログラムが格納されてい
る。ロボットコントローラ2に用いられる入出力インタ
ーフェース、RAM、ROM、クロック、サーボ制御部
の具体的構成についての説明は省略するが、従来よりこ
の種のロボットコントローラに用いられているものが好
適に用いられる。また、ROMには前記プログラムの他
に、ロボットの制御を行うのに必要なその他のプログラ
ムも格納されている。
The robot controller 2 has an input / output interface, a RAM, a ROM, a clock, and a servo control section. A program for executing the procedure shown in the flowcharts of FIGS. 2 to 3 is stored in this ROM. The description of the specific configurations of the input / output interface, the RAM, the ROM, the clock, and the servo control unit used in the robot controller 2 will be omitted, but those conventionally used in this type of robot controller are preferably used. In addition to the programs described above, the ROM also stores other programs necessary for controlling the robot.

【0013】次に、図2〜3に示すフローチャートにし
たがって、本発明の制御方法の一実施例について説明す
る。
Next, one embodiment of the control method of the present invention will be described with reference to the flow charts shown in FIGS.

【0014】ステップ1:ロボット本体3を起動する。Step 1: The robot body 3 is activated.

【0015】ステップ2:ロボットハンド3の初期位置
をRAMに記憶させる。
Step 2: The initial position of the robot hand 3 is stored in the RAM.

【0016】ステップ3:ロボット本体3に所定作業を
実行させる。
Step 3: The robot body 3 is made to perform a predetermined work.

【0017】ステップ4:センサ4によりロボットハン
ドの位置を検出する。このハンドの位置は、ロボットコ
ントローラ2自身が有するデータに基づいて算出するよ
うにされてもよい。
Step 4: The sensor 4 detects the position of the robot hand. The position of this hand may be calculated based on the data that the robot controller 2 itself has.

【0018】ステップ5:ロボットコントローラ2のR
AMにロボットハンドの位置を記憶させる。
Step 5: R of the robot controller 2
The position of the robot hand is stored in AM.

【0019】ステップ6:前回入力されたロボットハン
ドの位置と今回入力されたロボットハンドの位置との差
からハンドの移動量を算出する。
Step 6: The movement amount of the hand is calculated from the difference between the position of the robot hand input last time and the position of the robot hand input this time.

【0020】ステップ7:前記移動量を所要時間で除し
てロボットハンドの速度を算出し、その値をRAMに記
憶させる。
Step 7: The moving amount is divided by the required time to calculate the speed of the robot hand, and the value is stored in the RAM.

【0021】ステップ8:前回算出されたロボットハン
ドの速度と今回算出されたロボットハンドの速度との速
度差を算出する。
Step 8: Calculate the speed difference between the speed of the robot hand calculated last time and the speed of the robot hand calculated this time.

【0022】ステップ9:前記速度差を所要時間で除し
て、ロボットハンドの加速度を算出し、その値をRAM
に記憶させる。
Step 9: The speed difference is divided by the required time to calculate the acceleration of the robot hand, and the calculated value is stored in the RAM.
To memorize.

【0023】ステップ10:前記加速度に応じた位置偏差
の制限値を算出する。この制限値と加速度との関係は、
例えば図4に示すように、あらかじめROMに一次関数
の形で与えられている。
Step 10: Calculate a limit value of the position deviation according to the acceleration. The relationship between this limit value and acceleration is
For example, as shown in FIG. 4, it is provided in advance in the ROM in the form of a linear function.

【0024】ステップ11:ステップ4により検出された
ロボットハンドの位置と目標位置との差を求めることに
より位置偏差を算出する。
Step 11: The position deviation is calculated by obtaining the difference between the position of the robot hand detected in step 4 and the target position.

【0025】ステップ12:前記位置偏差と制限値とを比
較する。
Step 12: Compare the position deviation with a limit value.

【0026】ステップ13:位置偏差が制限値を超えてい
なければ、ロボット本体3に実行中の作業の継続を指示
した後、ステップ4に戻る。
Step 13: If the positional deviation does not exceed the limit value, the robot body 3 is instructed to continue the work being executed, and then the process returns to step 4.

【0027】ステップ14:位置偏差が制限値を超えてい
れば、ロボット本体3の停止を指示する。
Step 14: If the position deviation exceeds the limit value, an instruction to stop the robot body 3 is issued.

【0028】以上、ロボットハンドの位置偏差監視方法
を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。例えば、検出対象
をロボットハンド位置のかわりに、ロボット各軸の関節
角度位置としてもよい。すなわち、各軸の角加速度に対
して角度偏差の制限値を設けて、本発明の制御方法を同
様に適用することができる。
Although the method for monitoring the position deviation of the robot hand has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. For example, the detection target may be a joint angle position of each axis of the robot instead of the robot hand position. That is, the control method of the present invention can be applied in the same manner by providing a limit value of the angular deviation for the angular acceleration of each axis.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の制御方法
によれば、4ミリ秒程度の非常に小さな動作遅れにより
制御されているロボットについても、その位置偏差の異
常をすばやく検出することができる。また、位置偏差の
制限値を従来に比して10分の1程度にできるので、位
置決め精度の向上を図ることができる。
As described above, according to the control method of the present invention, it is possible to quickly detect an abnormality in the position deviation of a robot controlled by a very small motion delay of about 4 milliseconds. it can. Further, since the limit value of the position deviation can be reduced to about 1/10 of the conventional value, the positioning accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の制御方法を用いたロボットの概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram of a robot using a control method of the present invention.

【図2】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
FIG. 2 is a part of a flowchart of a control method of the present invention.

【図3】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
FIG. 3 is a part of a flowchart of a control method of the present invention.

【図4】本発明における制限値と加速度との関係を示す
グラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a limit value and acceleration according to the present invention.

【図5】従来における制限値と速度との関係を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing a conventional relationship between a limit value and speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力装置 2 ロボットコントローラ 3 ロボット本体 4 センサ 1 Input device 2 Robot controller 3 Robot body 4 Sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定周期によりロボットの位置を検出す
る手順と、前記により検出されたロボットの最新位置と
その直前の検出位置とによりロボットの速度を算出する
手順と、前記により算出されたロボットの最新の速度と
その直前の算出速度とによりロボットの加速度を算出す
る手順と、前記算出された加速度に対応した許容位置偏
差を求める手順と、ロボットの最新の位置と目標位置と
により、ロボットの最新の位置偏差を求める手順と、最
新の位置偏差が前記許容位置偏差内であるか否かに応じ
て、ロボットへの指示を異ならしめる手順とを含んでい
ることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
1. A procedure for detecting the position of a robot at a predetermined cycle, a procedure for calculating the speed of the robot based on the latest position of the robot detected by the above and the detected position immediately before it, and a procedure for calculating the speed of the robot calculated by the above. The procedure of calculating the acceleration of the robot from the latest speed and the calculated speed immediately before it, the procedure of obtaining the allowable position deviation corresponding to the calculated acceleration, and the latest position of the robot and the target position Control of the industrial robot characterized by including a procedure for obtaining the position deviation of the robot and a procedure for changing the instruction to the robot depending on whether or not the latest position deviation is within the allowable position deviation. Method.
【請求項2】 前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差
内である場合、実行中の作業の継続を指示することを特
徴とする請求項1記載の産業用ロボットの制御方法。
2. The control method for an industrial robot according to claim 1, wherein when the latest position deviation is within the allowable position deviation, an instruction to continue the work being executed is issued.
【請求項3】 前記最新の位置偏差が前記許容位置偏差
外である場合、ロボットの停止を指示することを特徴と
する請求項1記載の産業用ロボットの制御方法。
3. The method for controlling an industrial robot according to claim 1, wherein when the latest position deviation is outside the allowable position deviation, a stop of the robot is instructed.
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